2つの火アリ種のmtDNA変動に対するウォルバキアの影響

ウォルバキアは、節足動物に感染する内共生細菌です。それらが母親に伝染するため、宿主集団内のウォルバキア変異体の拡散は、宿主mtDNAの進化に影響を与える可能性があります。ミトコンドリアシトクロムオキシダーゼI遺伝子の一部を、2つのウォルバキア感染した火アリ種であるSolenopsis InvictaとS. richteriの多くの個体から配列し、これらの細菌がmtDNA変動のパターンにどのように影響するかを決定しました。予測されたように、これらの火アリ種内および宿主MtDNA系統との間には、これらの火アリ種間の宿主mtDNA系統との間に強い関連性がありました。しかし、ウォルバキアの存在とmtDNAの多様性の減少との間に一貫した関連性はありませんでした。さらに、ウォルバチアに作用する強いポジティブ選択が他の細胞質ゲノムの進化的ダイナミクスに影響を与えるという予測にもかかわらず、ウォルバチア感染集団内のmtDNA変動のパターンは中立的な期待と一貫して違いはありませんでした。具体的には、タージマのDの値は、ウォルバキアを抱える火アリの6つのサンプルすべてで一貫してゼロ未満でしたが、マクドナルドクライトマンテストは、変動のパターンが2つのサンプルのみで中立性の下で予想されるものと異なることを示唆しています。これらの中性検査は、火アリのmtDNA変動と置換のパターンに対するウォルバキア感染の明確な効果を明確に明らかにしないと結論付けています。最後に、以前の研究と一致して、我々のデータは、S。invicta内の2つの発散するmtDNAハプロタイプ系統とウォルバキア株の存在を明らかにしました。これら2つの系統の認識は、この種の同種の社会形態間のmtDNA進化のパターンと遺伝的分化の解釈に重要な結果をもたらします。

Wolbachia are endosymbiotic bacteria that infect arthropods. As they are maternally transmitted, the spread of Wolbachia variants within host populations may affect host mtDNA evolution. We sequenced a portion of the mitochondrial cytochrome oxidase I gene from numerous individuals of two Wolbachia-infected fire ant species, Solenopsis invicta and S. richteri, to determine how these bacteria influence patterns of mtDNA variation. As predicted, there was a strong association between Wolbachia strain and host mtDNA lineage within and between these fire ant species. However, there was no consistent association between the presence of Wolbachia and a reduction in mtDNA diversity. Moreover, patterns of mtDNA variation within Wolbachia-infected populations did not differ consistently from neutral expectations, despite our prediction that strong positive selection acting on Wolbachia influences the evolutionary dynamics of other cytoplasmic genomes. Specifically, while values of Tajima's D consistently were less than zero for all six samples of fire ants harbouring Wolbachia, MacDonald-Kreitman tests suggested that the patterns of variation were different from those expected under neutrality in only two of the samples. We conclude that these neutrality tests do not unambiguously reveal a clear effect of Wolbachia infection on patterns of mtDNA variation and substitution in fire ants. Finally, consistent with an earlier study, our data revealed the presence of two divergent mtDNA haplotype lineages and Wolbachia strains within S. invicta. Recognition of these two lineages has important consequences for interpreting patterns of mtDNA evolution and genetic differentiation between conspecific social forms of this species.